DE20122266U1

DE20122266U1 - New device for the photometric measurement of samples is useful to provide continuous evaluation of a polymerase chain reaction in a thermocycler

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Publication number: DE20122266U1
Application number: DE20122266U
Authority: DE
Original assignee: Eppendorf SE
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2011-06-30

Abstract

A device (I) for the photometric measurement of several samples comprising a light source, an optical device to guide the light to a downstream light intensity sensor, is new. In (I), light modified by the samples is intercepted by an optical device and is guided, as a sum of all the light radiated from all the samples, to at least one light intensity sensor and downstream evaluation device. The light sources are individually controlled by a control device, and the control and evaluation devices are controlled so that the evaluating device separates the light from each sample. The control device modulates the light source with various signals that are pre-assigned to the evaluation device. The device is used to determine the light signals of individual samples from the sum signal received by the sensor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The Invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Vorrichtungen dienen zur Durchführung von Nukleinsäure-Amplifizierungsverfahren (im folgenden auch PCR-Reaktion genannt). Als Zusatzfunktion bieten sie die Möglichkeit, die Bildung der Amplifikationsprodukte (PCR-Produkte) während der PCR-Reaktion zu verfolgen.Generic devices serve to carry out of nucleic acid amplification methods (hereinafter also called PCR reaction). Offer as an additional function she the opportunity the formation of the amplification products (PCR products) during the Track PCR reaction.

Die Verfolgung der Bildung der PCR-Produkte während der PCR-Reaktion ist interessant, da die Auswertung der PCR-Reaktion erleichtert bzw. deutlich beschleunigt wird, wenn man bereits während der Reaktion die amplifizierten PCR-Produkte quantifizieren kann und nicht erst in einer nachgeschalteten Analyse. Außerdem können die während der PCR-Reaktion gemessenen Werte zur Opti mierung des laufenden Reaktion verwenden werden, z.B. zur Anpassung der Annealing-Temperatur etc..The Tracking the formation of the PCR products during the PCR reaction interesting because the analysis of the PCR reaction is easier or is significantly accelerated if you amplify the already during the reaction Quantify PCR products can and not only in a subsequent analysis. In addition, the while values measured in the PCR reaction to optimize the current Reaction, e.g. to adjust the annealing temperature Etc..

Üblicherweise ist in den in gattungsgemäßen Vorrichtungen untersuchten PCR-Ansätzen mind. ein spezieller Fluoreszenzindikator enthalten. Bei dem Fluoreszenzindikator kann es sich z. B. um fluoreszenzmarkierte DNA-Hybridisierungssonden handeln, die an komplementäre Regionen der Target-DNA binden und in gebundenen Zustand nach Bestrahlung mit Anregungslicht ein meßbares Fluoreszenzsignal emittieren.Usually is in the generic devices investigated PCR approaches at least contain a special fluorescence indicator. With the fluorescence indicator can it be z. B. fluorescent-labeled DNA hybridization probes act on complementary Bind regions of the target DNA and in the bound state after irradiation with Excitation light a measurable Emit fluorescence signal.

Denkbar ist auch die Verwendung intercalierender Farbstoffe, z.B. Sybr-Green, die sich unspezifisch in Doppelstrang-DNA einlagern und in eingelagertem Zustand ein Fluoreszenzsignal abgeben.Conceivable is also the use of intercalating dyes, e.g. Sybr Green, which store non-specifically in double-stranded DNA and in stored Emit a fluorescence signal.

In beiden Fällen läßt sich eine mit fortschreitender PCR-Reaktion erfolgte Zunahme der PCR-Produkte über einen meßbaren Fluoreszenzanstieg verfolgen. Es gibt noch weitere geeignete Fluoreszenzindikatoren, auf die hier im einzelnen nicht eingegangen werden soll. Es wird ergänzend auf die Veröffentlichung von: "Neusser; Transkript Laborwelt Nr. 2/2000; "Echtzeit-PCR-Verfahren zur Quantifizierung von PCR-Produkten" verwiesen, in der die unterschiedlichen Möglichkeiten ausführlich beschrieben sind.In both cases let yourself an increase in the PCR products over a progressive PCR reaction measurable Track fluorescence increase. There are other suitable fluorescent indicators, which will not be discussed in detail here. It will additional on the publication from: "Neusser; transcript Laboratory World No. 2/2000; "Real-time PCR method for the quantification of PCR products "in which the different possibilities in detail are described.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist z. B. aus der EP 0640828 bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist einen Thermocycler mit mehreren temperierbaren Aufnahmen für Reaktionsgefäße auf, der im wesentlichen den üblichen PCR-Cyclern entspricht. Weiterhin ist eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, mit der Anregungslicht in die Aufnahmen des Thermocylcers gestrahlt werden kann. Zwischen Beleuchtungseinrichtung und Aufnahmen ist ein dichroitischer Spiegel vorgesehen, der in Abhängigkeit von der Wellenlänge das auftreffende Licht durchläßt oder reflektiert. Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung läßt der Spiegel das von der Beleuchtungseinrichtung kommende Anregungslicht zu den Aufnahmen durch, und reflektiert das aus den Aufnahmen emittierte etwas langwelligere Fluoreszenzsignal seitlich auf einen Detektor. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, daß alle Aufnahmen gleichzeitig von der Beleuchtungseinrichtung mit Anregungslicht bestrahlt werden. Die von den Aufnahmen emittierten Fluoreszenzsignale müssen daher im Detektor ortsabhängig aufgelöst werden. Der Aufbau des Detektor ist daher relativ aufwendig. Ein weiterer Nachteil ist, daß sich die emittierten Fluoreszenzsignale aus den einzelnen Aufnahmen gegebenenfalls nicht sauber trennen lassen (Crosstalk), was zu einer Verfälschung der Ergebnisse führen kann.A generic device is such. B. from the EP 0640828 known. The known device has a thermal cycler with a plurality of temperature-controlled receptacles for reaction vessels, which essentially corresponds to the conventional PCR cyclers. Furthermore, an illumination device is provided with which excitation light can be radiated into the recordings of the thermocycler. A dichroic mirror is provided between the illumination device and the recordings, which transmits or reflects the incident light depending on the wavelength. In the device of the generic type, the mirror transmits the excitation light coming from the illuminating device to the recordings, and laterally reflects the somewhat longer-wave fluorescence signal emitted from the recordings onto a detector. A disadvantage of the known device is that all recordings are simultaneously irradiated with excitation light from the illumination device. The fluorescence signals emitted by the images must therefore be resolved in a location-dependent manner in the detector. The construction of the detector is therefore relatively complex. Another disadvantage is that the emitted fluorescence signals from the individual images may not be properly separated (crosstalk), which can lead to falsification of the results.

Eine weitere gattungsgemäße Vorrichtung mit in etwa dem oben beschriebenen grundsätzlichen Aufbau ist aus der EP 0706649 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist eine Lichtquelle vorgesehen, die über eine Multiplexeinrichtung optisch mit den Aufnahmen gekoppelt ist. Die Multiplexeinrichtung weist jeder Aufnahme zugeordnete Lichtleitfasern zu, in die das Anregungslicht sequentiell eingekoppelt werden kann. Die Fluoreszenzsignale werden über den selben Lichtweg zurück auf einen dichroitischen Spiegel gestrahlt, der diese auf den Detektor reflektiert. Die Multiplexeinrichtung ermöglicht einen in sich geschlossenen Lichtweg von und zu den Aufnahmen und verhindert dadurch den oben erwähnten Crosstalk. Nachteilig ist, daß die beschriebene Vorrichtung sehr aufwending ist.Another generic device with approximately the basic structure described above is from the EP 0706649 known. In this device, a light source is provided which is optically coupled to the recordings via a multiplex device. The multiplex device assigns optical fibers assigned to each receptacle, into which the excitation light can be coupled sequentially. The fluorescence signals are radiated back onto a dichroic mirror via the same light path, which reflects them onto the detector. The multiplex device enables a self-contained light path from and to the recordings and thereby prevents the above-mentioned crosstalk. The disadvantage is that the device described is very expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik eine Vorrichtung bereitzustellen, bei der ein Auftreten von Crosstalk zwischen den Aufnahmen vermieden werden kann und die mit deutlich geringerem Aufwand als den bekannten Vorrichtungen zur realisieren ist.task The invention is a device based on the prior art Provide an occurrence of crosstalk between shots can be avoided and that with significantly less effort than the known devices to be realized.

Gelöst wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 aufweist.Is solved the task with a device that has the characteristic features of claim 1.

Danach ist vorgesehen, daß die Beleuchtungseinrichtung mehrere Leuchtdioden aufweist, die jeweils mindestens einer Aufnahme zugeordnet sind. Ansonsten stimmt der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung im wesentlichen mit der gattungsgemäßer Vorrichtungen überein.After that it is envisaged that the Lighting device has a plurality of light emitting diodes, each are assigned to at least one recording. Otherwise it is correct Structure of the device according to the invention essentially with the generic devices.

Auch bei der Erfindung ist ein Strahlteiler zwischen den als Beleuchtungseinrichung dienenden Leuchtdioden und den Aufnahmen des Cyclers vorgesehen, der das aus den Aufnahmen emittierte Licht seitlich auf einen Detektor reflektiert, der einen lichtempfindlichen Sensor aufweist.Also in the invention there is a beam splitter between the as lighting device Serving LEDs and the recordings of the cycler provided which laterally emits the light emitted from the recordings onto a detector reflected, which has a light-sensitive sensor.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Aufnahme eine Leuchtdiode zugeordnet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Steuerung vorgesehen, die die Leuchtdioden in vorgegebener Reihenfolge ein- und ausschaltet, so daß jeweils nur eine bzw. eine Gruppe von Aufnahmen beleuchtet wird.In An advantageous embodiment of the invention is every recording assigned a light emitting diode. In a further advantageous embodiment a controller is provided that the LEDs in a predetermined Order in and turns off so that each only one or a group of recordings is illuminated.

Die Erfindung stellt damit eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich einfacher zu realisierende Vorrichtung da, mit der einzelne Aufnahmen bzw. Gruppen von Aufnahmen selektiv beleuchtet werden können. Das aus der bzw. den Aufnahmen imitierte Licht wird vom Strahlteiler auf den Detektor reflektiert und dort jeweils verarbeitet. Es besteht keine Gefahr, daß sich Signale aus den einzelnen Aufnahmen überlagern.The Invention thus makes one clear compared to the prior art device that is easier to implement, with which individual recordings or Groups of recordings can be selectively illuminated. The The beam splitter converts the light or imitations of the images reflected on the detector and processed there. It exists no risk that Overlay signals from the individual recordings.

Anders als bei gattunsgemäßen Vorrichtungen muß ein in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbarer Detektor nicht in der Lage sein, Signale ortsabhängig aufzulösen, da jeweils nur ein Fluoreszenzsignal aus einer Aufnahme bzw. ein gemeinsames Signal aus einer Gruppe von Aufnahmen erfaßt wird.Different than with generic devices has to be usable in the device according to the invention Detector will not be able to resolve signals depending on the location, since only one fluorescence signal at a time from a recording or a common signal from a group captured by recordings becomes.

Im einfachsten Fall enthält der Detektor nur einen lichtempfindlichen Sensor und entsprechende optische Einrichtungen, mit denen das vom Strahlteiler reflektierte Signal auf den Sensor abgebildet wird.in the simplest case contains the detector only a light-sensitive sensor and corresponding optical Devices with which the signal reflected by the beam splitter is imaged on the sensor.

Im Idealfall ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgelegt, daß zur Zeit immer nur eine Aufnahme mit Anregungslicht bestrahlt wird. Denkbar ist aber auch, daß, wie oben ausgeführt, mehrere Aufnahmen gleichzeitig mit einer zugeordneten Leuchtdiode bestrahlt werden. Dies ist z. B. dann möglich, wenn in diesen Aufnahmen mehrere Parallelen eines PCR-Ansatzes behandelt werden, und das aus diesen Aufnahmen reflektierte Signal als Mittelwert der betreffenden Aufnahmen erfaßt werden soll.in the The device according to the invention is ideal designed so that Time only one shot is irradiated with excitation light. But it is also conceivable that as stated above, several recordings at the same time with an assigned LED be irradiated. This is e.g. B. possible if in these recordings several parallels of a PCR approach are dealt with, and that signal reflected from these recordings as the mean of the concerned Recorded recordings shall be.

Es versteht sich, daß die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzten Leuchtdioden so gewählt werden, daß sie für den jeweils eingesetzten Fluoreszenzfarbstoff bzw., falls mehrere Indikatoren pro PCR-Ansatz vorgesehen sind, mehrere unterschiedliche Fluoreszenzfarbstoffe abgestimmtes Anregungslicht ausstrahlen können.It it is understood that the in the device according to the invention LEDs used so selected be that they for the fluorescent dye used in each case or, if several indicators per PCR approach is provided, several different fluorescent dyes can emit coordinated excitation light.

Vorzugsweise wird den Leuchtdioden ein Kurzpaßfilter nachgeschaltet, der aus dem von den Leuchtdioden ausgestrahlten Licht den langwelligen Bereich abblockt.Preferably the LEDs are followed by a short pass filter the long-wave range from the light emitted by the light-emitting diodes block out.

Zwischen den Leuchtdioden und den Aufnahmen des Thermocyclers ist wie bei gattungsgemäßen Vorrichtungen ein Strahlteiler vorgesehen. Es kann sich dabei um einen üblichen Strahlteiler handeln, der jeweils einen bestimmten Prozentsatz des auftreffenden Lichtes durchläßt und den verbleibenden Teil reflektiert. Es kann sich aber auch um einen Wellenlängen abhängigen Strahlteiler handeln, z. B. einen dichroitischen Spiegel, der das Anregungslicht passieren läßt und das demgegenüber etwas langwelligere Fluoreszenzsignal reflektiert.Between the LEDs and the holder of the thermal cycler is like generic devices a beam splitter is provided. It can be a common one Beam splitter act, each of a certain percentage of the incident Lets light through and that remaining part reflected. But it can also be a wavelength-dependent beam splitter act, e.g. B. a dichroic mirror that pass the excitation light lets and that In contrast, somewhat longer wavelength fluorescence signal is reflected.

Wie oben angesprochen weist der Detektor mindestens einen lichtempfindlichen Sensor auf, der ein intensitätsabhängiges Signal generiert und enthält weiterhin optische Einrichtungen, die das aus den Aufnahmen emittierte und vom Strahlteiler reflektierte Licht auf dem Sensor abbilden. Bei dem Sensor kann es sich z.B. um einen CCD-Chip oder einen Fotomultiplier handeln.How When addressed above, the detector has at least one photosensitive Sensor on which is an intensity-dependent signal generated and contains further optical devices that emitted from the recordings and image light reflected by the beam splitter on the sensor. The sensor can e.g. around a CCD chip or a photomultiplier act.

Vorzugsweise weist die optische Einrichtung mehrere Lichtleiter auf, deren Eintrittsflächen jeweils mindestens einer Aufnahme zugeordnet sind und deren Lichtaustrittsflächen nebeneinander gebündelt angeordnet sind.Preferably the optical device has a plurality of light guides, the entrance surfaces of which are at least in each case are assigned to a recording and their light exit surfaces side by side arranged in a bundle are.

Mit den Lichtleitern können die aus den unterschiedlichen Aufnahmen des Thermocyclers emittierten Floureszenzsignale auf eine eng begrenzte Austrittsfläche zusammengeführt und von dort auf den Sensor weitergeleitet werden. Eine eng begrenzte Austrittsfläche kollimiert die austretenden Lichtstrahlen zu einem Bündel, dessen Ausbreitungsrichtungen sich nur wenig unterscheiden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die nachfolgenden Filter Interferenzfilter sind, deren spektrale Durchlaßcharakteristik abhängig vom Einfallswinkel auf das Filter ist.With the light guides which emitted from the different images of the thermal cycler Fluorescence signals merged into a narrowly limited exit area and from there to the sensor. A narrowly limited exit area collimates the emerging light rays into a bundle, the The directions of propagation differ only slightly. This is particularly so then advantageous if the subsequent filter interference filter are their spectral transmission characteristics dependent from the angle of incidence to the filter.

Im weiteren Lichtweg ist vorzugsweise ein Langpaßfilter vorgesehen, der noch eventuell vorhandenes von den Leuchtdioden stammendes Anregungslicht herausfiltert. Gegebenenfalls können in dem Lichtweg noch weitere optische Linsen zur Fokussierung etc. vorgesehen werden.in the another light path, a long-pass filter is preferably provided, which still any existing excitation light from the light emitting diodes filters out. If necessary, you can further optical lenses for focusing etc. in the light path be provided.

Häufig werden PCR-Ansätze, bei denen die Bildung der PCR-Produkte verfolgt werden soll, nicht mit einem sondern mit mehreren bzw. ihrer Wellenlänge unterschiedlichen Fluoreszenzindikatoren durchgeführt. So kann z.B. zusätzlich ein nicht von der eigentlichen PCR-Reaktion beeinflußter Indikator vorgesehen werden, der lediglich zum Abgleich der einzelnen Ansätze untereinander gedacht ist.Become frequent PCR approaches, where the formation of the PCR products should be followed, not with one but carried out with several or their wavelength different fluorescent indicators. So can e.g. additionally an indicator not affected by the actual PCR reaction is provided only to compare the individual approaches with each other is thought.

Für diesen Fall und andere Fälle, in denen mehrere Fluoreszenzindikatoren eingesetzt werden, gibt es grundsätzlich die Möglichkeit, in dem Detektor einen Spektrometer vorzusehen, der die Signale von den unterschiedlichen Indikatoren wellenlängenabhängig auflöst, was allerdings sehr aufwendig ist.For this Case and other cases in which several fluorescent indicators are used it basically the possibility, to provide a spectrometer in the detector which detects the signals from the dissolves different indicators depending on the wavelength, but this is very expensive is.

Die Erfindung sieht in diesem Zusammenhang in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vor, daß im Detektorstrahlengang mindestens ein dichroitischer Spiegel vorgesehen ist, der das Signal des einen Fluoreszenzindikators auf einen lichtempfindlichen Sensor durchläßt und das Signal eines anderen Fluoreszenzindikators auf einen weiteren lichtabhängigen Sensor reflektiert. Diese Ausgestaltung ist relativ einfach zu verwirklichen. Sie setzt lediglich voraus, daß der zusätzlich eingesetzte dichroitische Spiegel in seinen Eigenschaften auf die eingesetzten Fluoreszenzindikatoren abgestimmt ist.The invention looks at this together hang in a further advantageous embodiment that at least one dichroic mirror is provided in the detector beam path, which transmits the signal of one fluorescent indicator to a light-sensitive sensor and reflects the signal of another fluorescent indicator to another light-dependent sensor. This configuration is relatively easy to implement. The only requirement is that the properties of the additionally used dichroic mirror are matched to the fluorescent indicators used.

Falls die spektrale Trennleistung der Spiegel nicht ausreicht, kann vor den Sensoren zusätzlich noch ein der Fluoreszenz des Farbstoffes angepaßtes Bandpaßfilter angeordnet werden.If the spectral separation performance of the mirrors may not be sufficient the sensors in addition a bandpass filter adapted to the fluorescence of the dye can be arranged.

Der Detektor schließlich kann mit einer Auswerteinrichtung versehen sein, die z.B. die entsprechenden Fluoreszenzsignale in PCR-Produkte umrechnet. Denkbar ist es aber auch, den Detektor über eine Schnittstelle mit einer externen Auswert- und ggf. Steuereinrichtung zu verbinden.The Finally detector can be provided with an evaluation device, e.g. the corresponding Fluorescence signals converted into PCR products. But it is conceivable also, the detector via a Interface with an external evaluation and possibly control device connect to.

Wie oben ausgeführt, enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Thermocycler, der grundsätzlich übliche Bauweise aufweisen kann. Denkbar ist daher, in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, die Beleuchtungseinrichtung, den Strahlteiler und den Detektor als nachrüstbare Einheit für bestehende Thermocycler auszubilden.How executed above, contains the device according to the invention a thermal cycler, the basic construction can have. It is therefore conceivable in a further advantageous Design, the lighting device, the beam splitter and the detector as retrofittable Unit for train existing thermal cyclers.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einer Figur näher erläutert werden, die ein Ausführungsbeispiel 10 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.In the following the invention will be explained in more detail with reference to a figure, which is an embodiment 10 shows the device according to the invention.

Die Vorrichtung 10 weist einen schematisch dargestellten üblichen Thermocycler 11 mit Aufnahmen 12 auf. Im Betrieb werden in die Aufnahmen 12 nicht dargestellte Reaktionsgefäße eingesetzt, in denen jeweils ein PCR-Ansatz mit dem oben erwähnten Fluoreszenzindikator, bzw. den Indikatoren enthalten ist.The device 10 has a schematically shown conventional thermal cycler 11 with recordings 12 on. In operation are in the recordings 12 Reaction vessels, not shown, are used, each of which contains a PCR mixture with the above-mentioned fluorescence indicator or indicators.

Auf den Thermocycler 11 ist ein Deckelgehäuse 13 aufgesetzt mit einer Beleuchtungseinrichtung mit mehreren Leuchtdioden 14. Jeweils eine Leuchtdiode 14 ist einer Aufnahme 12 zugeordnet. Vorzugsweise sind die Leuchtdioden 14 anayförmig angeordnet. Bei der Messung werden die Leuchtdioden 14 vorzugsweise so geschaltet, daß immer nur jeweils eine zugeordnete Aufnahme 12 bestrahlt wird.On the thermal cycler 11 is a cover housing 13 set up with a lighting device with several LEDs 14 , One LED each 14 is a recording 12 assigned. The light emitting diodes are preferably 14 arranged in anay shape. The LEDs are used for the measurement 14 preferably switched so that only one assigned recording at a time 12 is irradiated.

Ein beispielhafter Lichtweg ist mit 15, 15' dargestellt. Das Licht 15 wird von der Leuchtdiode 14 abgestrahlt, und passiert dann zunächst einen Kurzpaßfilter 16, mit dem langwellige Anteile herausgefiltert werden sollen. Danach tritt das Licht 15 durch einen Strahlteiler 17 hindurch, der in dieser Richtung vorzugsweise vollständig durchlässig ist.An exemplary light path is included 15 . 15 ' shown. The light 15 is from the light emitting diode 14 radiated, and then first passes a short pass filter 16 , with which long-wave components are to be filtered out. Then the light kicks in 15 through a beam splitter 17 through, which is preferably completely permeable in this direction.

Wie oben mehrfach ausgeführt, soll das von der Leuchtdiode 14 abgestrahlte Licht 15 einen, in einem PCR-Ansatz in der Aufnahme 12 befindlichen Fluores zenzindikator anregen, woraufhin dieser ein Fluoreszenzsignal 15' emittiert. Der Strahlteiler 17 ist so beschaffen, daß das Fluoreszenzsignal 15' zur Seite hin reflektiert wird.As stated several times above, this should be done by the LED 14 radiated light 15 one, in a PCR approach in the recording 12 Excite fluorescence indicator located, whereupon this a fluorescence signal 15 ' emitted. The beam splitter 17 is designed so that the fluorescence signal 15 ' is reflected to the side.

Vorzugsweise wird als Strahlenteiler 17 ein dichroitischer Spiegel eingesetzt, der das Anregungslicht durchläßt, das emittierte längerwellige Fluoreszenzsignal jedoch reflektiert.Is preferably used as a beam splitter 17 a dichroic mirror is used, which transmits the excitation light, but reflects the emitted longer-wave fluorescence signal.

Das reflektierte Fluoreszenzsignal 15' wird dann von einem Detektor 18 erfaßt. Der Detektor 18 weist optische Einrichtungen 19 auf, mit denen das Fluoreszenzsignal 15' auf einen lichtempfindlichen Sensor 27 abgebildet werden kann.The reflected fluorescence signal 15 ' is then from a detector 18 detected. The detector 18 has optical devices 19 with which the fluorescence signal 15 ' on a light sensitive sensor 27 can be mapped.

Im einzelnen umfaßt die optischen Einrichtungen 19 eine Reihe von Lichtleitfasern 20 mit Lichteintrittsflächen 21, die jeweils einer Aufnahme 12 bzw. den aus den Aufnahmen 12 emittierten und am Strahlteiler 17 reflektierten Fluoreszenzsignalen 15' zugeordnet sind.Specifically includes the optical devices 19 a number of optical fibers 20 with light entry areas 21 , each one recording 12 or from the recordings 12 emitted and at the beam splitter 17 reflected fluorescence signals 15 ' assigned.

Vorzugsweise sind die Eintrittsflächen 21 wiederum wie die Leuchtdioden 14 arrayförmig angeordnet.The entry surfaces are preferably 21 again like the light emitting diodes 14 arranged in an array.

Die Lichtleitfasern 20 sind an ihrem Austrittsende zu einem Bündel 23 zusammengefaßt. Durch die Bündelung wird erreicht, daß die Signale aus allen Aufnahmen 12 relativ dicht nebeneinander austreten. Wie oben erwähnt, ist eine eng begrenzte Austrittsfläche erforderlich, um die austretenden Lichtstrahlen zu einem Bündel zu kollimieren, dessen Ausbreitungsrichtungen sich nur wenig unterscheiden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die nachfolgenden Filter Interferenzfilter sind, deren spektrale Durchlaßcharakteristik abhängig vom Einfallswinkel auf das Filter ist.The optical fibers 20 are at the exit end of a bundle 23 summarized. The bundling ensures that the signals from all recordings 12 emerge relatively close together. As mentioned above, a narrowly limited exit area is required in order to collimate the emerging light beams into a bundle whose directions of propagation differ only slightly. This is particularly advantageous if the subsequent filters are interference filters, the spectral transmission characteristics of which depend on the angle of incidence on the filter.

Das Fluoreszenzsignal 15' wird von dem Lichtleiterbündel 23 dann über eine Linse 24 durch einen Langpaßfilter 25 und eine weitere Linse 26 auf den Sensor 27 abgebildet. Der Langpaßfilter 25 ist erforderlich, um gegebenenfalls aus dem Anregungslicht stammende Wellenlängenbereiche herauszufiltern.The fluorescence signal 15 ' is from the light guide bundle 23 then through a lens 24 through a long pass filter 25 and another lens 26 on the sensor 27 displayed. The long pass filter 25 is required in order to filter out wavelength ranges which may originate from the excitation light.

Der Aufbau der gezeigten Ausführungsform ist relativ einfach und mit geringem Aufwand zu verwirklichen.The Structure of the embodiment shown relatively easy to implement and with little effort.

Für den Fall, daß mehrere Fluoreszenzindikatoren im PCR-Ansatz untersucht werden sollen, kann im Bereich der optischen Einrichtungen 19 nach z. B. dem Langpaßfilter 25 ein weiterer Strahlenteiler vorgesehen werden, der eines der beiden Fluoreszenzsignale durchläßt und das andere Fluoreszenzsignal reflektiert. Ordnet man in den entsprechenden Lichtwegen jeweils einen lichtempfindlichen Sensor an, dann lassen sich auch zwei oder gegebenenfalls mit weiteren Strahlenteilern auch noch mehr unterschiedliche Fluoreszenzsignale gleichzeitig verarbeiten.In the event that several fluorescence indicators are to be examined in the PCR approach, can in the field of optical equipment 19 after z. B. the long pass filter 25 a further beam splitter can be provided which transmits one of the two fluorescence signals and reflects the other fluorescence signal. If one arranges a light-sensitive sensor in the respective light paths, then two or possibly even more different fluorescence signals can be processed at the same time with further beam splitters.

Bei mehreren Fluoreszenzindikatoren kann zusätzlich vor dem Sensor ein Bandpaßfilter vorgesehen werden, um den Emissionsbereich des jeweiligen Indikators durchzulassen und den der anderen Indikatoren abzublocken. Denkbar ist auch, um die Anzahl der erforderlichen Sensoren zu limitieren, wechselbare Bandpaßfilter vorzusehen.at Several fluorescence indicators can also have a bandpass filter in front of the sensor be provided to the emission range of each indicator let through and block that of the other indicators. Conceivable is also interchangeable to limit the number of sensors required bandpass filter provided.

Um die thermischen Einflüße zu kompensieren, kann die Vorrichtung einen Referenzlichtweg aufweisen, der analog zu dem Lichtweg 15, 15' verläuft, mit dem Unterschied, daß die dem Referenzlichtweg zugeordnete Leuchtdiode nicht einen PCR-Ansatz beleuchtet sondern eine Referenzfläche. Das von dieser Fläche reflektierte Licht wird vom Detektor ausgewertet, wobei Veränderungen während der PCR zur Korrektur der Meßwerte verwendet werden.In order to compensate for the thermal influences, the device can have a reference light path which is analogous to the light path 15 . 15 ' with the difference that the light-emitting diode assigned to the reference light path does not illuminate a PCR approach, but rather a reference surface. The light reflected by this surface is evaluated by the detector, changes during the PCR being used to correct the measured values.

Claims

Device for carrying out nucleic acid amplification reactions with simultaneous tracking of the formation of amplification products, with a thermal cycler with several temperature-controlled receptacles for reaction vessels, an illuminating device with which excitation light can be radiated into the receptacles of the thermocycler, a beam splitter arranged between the illuminating device and the receptacles reflected light from the recordings and a detector which detects light reflected by the beam splitter, characterized in that the lighting device comprises a plurality of light-emitting diodes ( 14 ), each with at least one recording ( 12 ) assigned.

Device according to claim 1, characterized in that an LED array with one receptacle ( 12 } a light emitting diode ( 14 ) is provided.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that a control is provided which switches the light emitting diodes ( 14 ) switches on and off in the specified order.

Device according to claim 3, characterized in that the Control only ever a defined number of at a time Irradiated recordings.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that all Irradiations are individually irradiated by the lighting device become.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the light-emitting diodes ( 14 ) are chosen so that the light emitted by them is able to excite selected fluorescent dyes.

Device according to claims 1 to 6, characterized in that the light-emitting diodes ( 14 ) a short pass filter ( 16 ) is connected downstream.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the beam splitter ( 17 ) is a dichroic mirror.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the detector ( 18 ) at least one light-sensitive sensor ( 27 ) which generates an intensity-dependent signal and optical devices ( 19 ) are provided, which from the recordings ( 12 ) emitted and from the beam splitter ( 17 ) reflected light signal ( 15 ' ) on the sensor ( 27 ) depict.

Device according to claim 9, characterized in that the optical device ( 19 ) several light guides ( 20 ), whose light entry surfaces ( 21 ) min. a recording ( 12 ) are assigned, and their light exit surfaces in a bundle ( 23 ) are arranged side by side.

Apparatus according to claim 10, characterized in that an optical fiber ( 20 ) per recording ( 12 ) is provided.

Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that in the optical device ( 19 ) the light guides ( 14 ) downstream long pass filter ( 25 ) is provided.

Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that in the detector ( 18 ) a further beam splitter and sensors respectively assigned to the transmission or reflection beam path of the beam splitter are provided.

Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that that the Detector has an evaluation device.

Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the lighting device and / or beam splitter and / or detector as from the thermal cycler ( 11 ) separable, after upgradeable unit are formed.